Chương 2. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG
3.3 Phân tích dữ liệu
Phân tích data trong quá trình thực thi
Hình 3.9 Xảy ra ngắt kết nối
Trong quá trình thực thi hệ thống, nếu xảy ra ngắt kết nối các giá trị sẽ về 0 thể hiện qua Hình 3.9, kết hợp với warning hệ thống sẽ ghi nhận là trường hợp ngắt kết nối trong hệ thống, khi xảy ra ngắt kết nối người vận hành cũng như bộ phận quản lý xác định ngắt kết nối nằm trong kế hoạch của hệ thống hay sự cố xảy ra mà có phương hướng xử lý trong hệ thống.
Ngoài số liệu thể hiện, một report sẽ ghi nhận lịch sử hệ thống bao gồm ngắt kết nối nhằm sử dụng trong các trường hợp cần tra cứu lại thông tin quá khứ của hệ thống sau này.
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 53
Phân tích data khi có một số lượng dữ liệu lớn
End of day Start
Export to Excel
Calculation
Draw Chart and Export Report
Y
End of month Start
Export to Excel
Calculation
Draw chart and Export Report
Y
End of year Start
Export to Excel
Calculation
Draw chart and Export Report
Y
N N N
End End End
Hình 3.10 Draw chart after the end of day/month/year Điện năng tiêu thụ trong ngày của các Quận/Huyện
Quận Điện năng tiêu thụ trong ngày (triệu KWh)
Thủ Đức 1.262
Bình Thạnh 2.365
Tân Bình 1.932
Tân Phú 1.256
Củ Chi 0.985
Bảng 3.1 Điện năng tiêu thụ trong ngày của các Quận (triệu KWh)
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 54
Hình 3.11 Điện năng tiêu thụ trong ngày (triệu KWh)
Qua số liệu Excel bảng 3.1, cho phép xuất biểu đồ hình 3.11 thể hiện sự khác nhau trong phân bố điện năng tiêu thụ tại các địa phương khác nhau, từ đó người quản lý có thể điều hành phân phối điện năng sao cho không bị quá tải cũng như thừa công suất tại các địa phận khác nhau.
Dữ liệu trong ngày cho phép người quản lý, vận hành có thể nắm bắt tình hình sử dụng điện năng bình thường hay bất thường nhằm có biện pháp điều chỉnh điện năng cho ngày hôm sau, ngoài ra trong trường hợp địa bàn một Quận/Huyện nào đó ngày hôm sau có lịch cắt điện sẽ phân phối điện năng cho các khu vực khác hợp lý nhằm tránh hiện tượng quá tải hoặc dư tải cục bộ. Điện năng quan sát theo ngày còn cho phép người quản lý nắm bắt được số liệu điện do người dân tiêu thụ nâng cao hiệu suất quản lý.
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Thủ Đức Bình Thạnh Tân Bình
Tân Phú Củ Chi
Series1
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 55
Điện năng tiêu thụ các ngày trong tháng của Quận/Huyện:
Quận Thủ Đức Điện năng tiêu thụ các ngày trong tháng 12-2015 (triệu KWh)
12/1/2015 1.345937403
12/2/2015 1.025519866
12/3/2015 1.190212482
12/4/2015 0.583212878
12/5/2015 1.105252064
12/6/2015 1.365822039
12/7/2015 1.102780435
12/8/2015 0.976725725
12/9/2015 1.065388073
12/10/2015 1.122790201
12/11/2015 0.568091305
12/12/2015 0.678099447
12/13/2015 1.212559113
12/14/2015 1.098180497
12/15/2015 1.316895215
12/16/2015 1.38848864
12/17/2015 0.677358957
12/18/2015 0.731082405
12/19/2015 1.351424062
12/20/2015 0.758035668
12/21/2015 0.674596915
12/22/2015 0.829010704
12/23/2015 0.611906247
12/24/2015 0.840264207
12/25/2015 0.767876219
12/26/2015 1.134537903
12/27/2015 1.463521738
12/28/2015 0.76571738
12/29/2015 0.74873924
12/30/2015 1.104730924
12/31/2015 1.116712201
Bảng 3.2 Điện năng tiêu thụ các ngày trong tháng 12-2015
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 56
Hình 3.12 Điện năng tiêu thụ các ngày trong tháng của một quận
Qua số liệu Excel bảng 3.2, cho phép xuất biểu đồ hình 3.12 thể hiện sự khác nhau trong phân bố điện năng tiêu thụ vào các ngày khác nhau trong tháng, từ đó người quản lý có thể tiến hành phân tích các nguyên nhân và dự báo nhằm điều hành phân phối điện năng sao cho không bị quá tải cũng như thừa công suất vào các ngày khác nhau.
Điện năng các ngày trong tháng cho phép người quản lý, vận hành nắm bắt tình hình thay đổi tổng quát của các ngày trong tháng nhằm đưa ra được các mô hình dự báo chỉ số điện tiêu thụ của địa phương quản lý, chẳng hạn các vùng thành thị sẽ có điện năng tiêu thụ nhiều vào các ngày thứ bảy và chủ nhật, các cụm công nghiệp sẽ có điện năng tiêu thụ nhiều vào các ngày trong tuần, vào các ngày thứ bảy và chủ nhật sẽ có điện năng tiêu thụ giảm.
Vai trò quan trọng của chỉ số điện trong tháng cho phép công tác thu phí của người dùng nhanh và hiệu quả, các số liệu tự động chuyển từ các đồng hồ đo qua hệ thống đã xây dựng có chứa đựng công cụ tính toán số tiền mà người dùng cần chi trả trong tháng và đưa dữ liệu này sang các hệ thống thu phí của ngân hàng và tình trạng đã chi trả/chưa chi trả sẽ chuyển về hệ thống quản lý điện năng, cho phép nhà quản lý điện năng điều chỉnh việc cung cấp điện.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
12/1/2015 12/3/2015 12/5/2015 12/7/2015 12/9/2015 12/11/2015 12/13/2015 12/15/2015 12/17/2015 12/19/2015 12/21/2015 12/23/2015 12/25/2015 12/27/2015 12/29/2015 12/31/2015
Series1
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 57
Điện năng tiêu thụ các tháng trong năm của Quận/Huyện:
Quận Thủ Đức Điện năng tiêu thụ các tháng trong năm 2015 (triệu KWh)
Jan-16 30.73910193
Feb-16 30.51530851
Mar-16 30.92843388
Apr-16 30.2714948
May-16 31.08616043
Jun-16 30.91128519
Jul-16 30.53910173
Aug-16 30.93064673
Sep-16 31.01287415
Oct-16 30.84406634
Nov-16 30.89676721
Dec-16 31.04117119
Bảng 3.3 Điện năng tiêu thụ các tháng trong năm của một quận
Hình 3.13 Điện năng tiêu thụ các tháng trong năm của một quận
Qua số liệu Excel bảng 3.3, cho phép xuất biểu đồ hình 3.13 thể hiện sự khác nhau trong phân bố điện năng tiêu thụ vào các tháng khác nhau trong năm, từ đó người quản lý có thể tiến hành phân tích các nguyên nhân và dự báo nhằm điều hành phân phối điện năng sao cho không bị quá tải cũng như thừa công suất vào các tháng khác nhau.
29.8 30 30.2 30.4 30.6 30.8 31 31.2
Series1
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 58
Nguồn điện cung cấp tại các quốc gia khác nhau sẽ khác nhau, điển hình là Việt Nam sử dụng nguồn điện chủ yếu từ thủy điện, có liên quan mật thiết đến tình hình thời tiết và các mùa trong năm, vào mùa mưa sẽ có nguồn điện cung cấp dồi dào, trong khi mùa hạn lại khan hiếm điện năng và cần được bổ sung bằng các nguồn cung cấp điện khác như nhiệt điện, điện mặt trời hoặc phong điện, chính vì thế mà các số liệu điện năng tiêu thụ trong các tháng khác nhau của năm cho phép nhà quản lý, vận hành nắm bắt và có kế hoạch điều tiết điện năng phù hợp, nhằm mục đích cải thiện chất lượng điện cũng như đáp ứng tốt nhất nhu cầu sử dụng điện của người dân.
Điện năng tiêu thụ trong tháng của các Quận/Huyện:
Quận Điện năng tiêu thụ trong tháng (triệu KWh)
Thủ Đức 30.268
Bình Thạnh 58.625
Tân Bình 47.256
Tân Phú 28.265
Củ Chi 23.354
Bảng 3.4 Điện năng tiêu thụ trong tháng của các quận khác nhau (triệu KWh)
Hình 3.14 Điện năng tiêu thụ trong tháng của các quận khác nhau (triệu KWh)
0 10 20 30 40 50 60
Thủ Đức Bình Thạnh Tân Bình
Tân Phú Củ Chi
Series1
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 59
Điện năng tiêu thụ trong tháng của các Quận/Huyện khác nhau cho phép nhà điều hành, quản lý điện năng có các kế hoạch đầu tư phù hợp vào các Quận/Huyện nhằm đáp ứng nhu cầu của người dân tránh hiện tượng thiếu điện cục bộ cũng như từ các số liệu mỗi tháng, mỗi năm cho phép nhà điều hành, quản lý xây dựng được các chương trình dự báo về lượng điện trong tương lai ngắn hạn cũng như dài hạn của các Quận/Huyện khác nhau.
Điện năng tiêu thụ trong năm của các Quận/Huyện:
Quận Điện năng tiêu thụ trong năm (triệu KWh)
Thủ Đức 350.256
Bình Thạnh 703.325
Tân Bình 498.365
Tân Phú 320.325
Củ Chi 293.325
Bảng 3.5 Điện năng tiêu thụ trong năm của các quận khác nhau (triệu KWh)
Hình 3.15 Điện năng tiêu thụ trong năm của các quận khác nhau (triệu KWh)
0 200 400 600 800
Thủ Đức Bình Thạnh Tân Bình
Tân Phú Củ Chi
Series1
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 60
Quản lý dữ liệu:
Đối với các trạm cấp cơ sở kinh doanh hoặc doanh nghiệp, các đồng hồ đo với công năng lớn được sử dụng để quản lý toàn bộ điện năng vào. Đối với các hộ dân, mỗi hộ dân sẽ được trang bị một đồng hồ đo với công năng nhỏ hơn.
Bộ cơ sở dữ liệu ngoài các số liệu điện năng, còn chứa thông tin về địa lý các vùng quản lý, đề tài chọn mức độ quản lý cấp Quận/Huyện thể hiện qua hình 3.16, nhằm mục tiêu thể hiện cho nhà quản lý vận hành nắm được tính chất địa lý của vùng cung cấp điện năng. Số liệu này sẽ được cập nhật qua các quý hoặc các năm, đảm bảo cung cấp thông tin cho nhà vận hành, các thông tin này có ý nghĩa hơn khi quản lý ở các cấp dưới như Xã/Phường, Tổ/Khu Phố, càng xuống cấp dưới số lượng các vùng càng lớn trong khi diện tích càng nhỏ, khi đó kết hợp với bản đồ thể hiện qua hình 3.18 cho phép thể hiện các điểm mốc với tên tương ứng của địa phương, thao tác với bản đồ rất trực quan thể hiện bằng việc phóng to và thu nhỏ bản đồ thông qua zoom con trỏ và đặt con trỏ vào điểm đánh dấu sẽ hiển thị thông tin tương ứng với tọa độ chứa đựng trong cơ sở dữ liệu hình 3.16. Do đó sự kết hợp thông tin này với thông tin các hộ dân hình 3.17 sẽ giúp người vận hành quản lý phát huy hết khả năng của hệ thống, giúp hệ thống trở nên hiệu quả hơn trong công tác quản lý.
Hình 3.16 Cơ sở dữ liệu các Quận/Huyện về vị trí địa lý
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 61
Hình 3.17 Thông tin của các hộ dân trong một tổ
Hình 3.18 Bản đồ hiển thị các Quận trong cơ sở dữ liệu Quận/Huyện
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 62
Chương trình đọc dữ liệu từ cơ sở dữ liệu các Quận/Huyện về vị trí địa lý [Hình 3.16] thể hiện qua Hình 3.19 và đánh dấu lên bản đồ của Google Map thể hiện qua Hình 3.20
Hình 3.19 Chương trình đọc dữ liệu từ cơ sở dữ liệu các Quận/Huyện về vị trí địa lý
Hình 3.20 Chương trình đánh dấu tọa độ các điểm trong cơ sở dữ liệu lên bản đồ của Google Map
string markers = "";
SqlConnection con = new SqlConnection("Data Source=(local);Database=master;Integrated Security=true");
con.Open();
SqlCommand cmd = new SqlCommand("USE IONData SELECT Latitude, Longitude, District FROM Locations", con);
SqlDataReader reader = cmd.ExecuteReader();
protected string GetMarkers() {
int i = 0;
while (reader.Read()) {
i++;
markers +=
@"var marker" + i.ToString() + @" = new google.maps.Marker({
position: new google.maps.LatLng(" + reader["Latitude"].ToString() + ", " +
reader["Longitude"].ToString() + ")," + @"map: myMap,
title:'" + reader["District"].ToString() +
"'});";
}
return markers;
}
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 63
Kết quả đạt được
Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài, học viên đã đạt được kết quả:
Thực thi được hệ thống SCADA thu thập dữ liệu từ thiết bị đo là các đồng hồ, các dữ liệu sau khi lấy về được lưu trữ trong SQL Server nhằm lưu trữ thông tin cho các tác vụ phân tích, tính toán và truy cập bởi Web Browser, hệ thống hỗ trợ người quản lý trong giám sát và thiết lập các số liệu cần đọc từ thiết bị, các số liệu cần lưu trữ, đối với người tiêu dùng điện, hệ thống hỗ trợ giám sát các thông số điện mà gia đình sử dụng trong tháng;
Tìm hiểu và kết nối thành công với thiết bị, thu thập dữ liệu với các giá trị phù hợp với kiểm nghiệm thực tế được thể hiện thông qua các giá trị điện năng đo đạc được;
Hệ thống hoạt động ổn định dù với số lượng dữ liệu lớn cho phép đáp ứng nhu cầu của một hệ thống thu thập và quản lý điện năng;
Xây dựng thành công quá trình sử dụng API nhằm đánh dấu các điểm trên bản đồ của Google, phục vụ công tác quản lý và điều hành;
Xây dựng được chương trình quản lý điện năng trên nền Web đáp ứng nhu cầu phát triển của một hệ thống hiện đại thu thập và quản lý dữ liệu điện năng, hỗ trợ cho việc quản lý điện năng, đưa ra các mô hình mới dựa trên mô hình đã nghiên cứu nhằm đáp ứng xu thế phát triển.
Hạn chế
Chưa triển khai trên hệ thống thực tế lớn, còn dừng lại ở mức độ thiết bị của phòng thí nghiệm kết hợp với các chương trình mô phỏng.
Hướng phát triển
Triển khai hệ thống trên quy mô lớn như thí điểm trên phạm vi một Quận/Huyện sau đó có được những quy trình thích hợp sẽ triển khai trên phạm vi lớn hơn;
Từ các dữ liệu thống kê qua nhiều năm, sẽ bố trí và xây dựng các trạm điện sao cho đảm bảo một hệ thống điện hoạt động với điều kiện đáp ứng tốt nhất đến người tiêu dùng điện;
GVHD: TS. Trương Đình Châu
HV: Đỗ Thanh Thái - 7140399 64
Không chỉ quản lý điện năng trong hệ thống, vì như vậy sẽ tốn kém cơ sở hạ tầng sẵn có, kết hợp với quản lý các hệ thống khác: hệ thống viễn thông (mạng internet), hệ thống truyền thông (các nhà cung cấp các kênh truyền hình), hệ thống nước (các đồng hồ đo nước) … Cho phép khả năng thực thi hệ thống cao hơn, chi phí và giá thành các sản phẩm liên quan sẽ giảm do tương hỗ trong đầu tư cơ sở hạ tầng.